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美國發(fā)明新型打印技術(shù)所得薄膜導電性能優(yōu)異10倍
更新時間:2013-07-03   點擊次數(shù):1296次

 美國發(fā)明新型打印技術(shù)所得薄膜導電性能優(yōu)異10倍

據(jù)物理學家組織網(wǎng)6月2日報道,美國科學家設(shè)計出了一種新的打印過程,不僅比傳統(tǒng)方法更迅捷,而且適用于多種有機材料,得到的有機半導體薄膜的性能也要優(yōu)異10倍。研究人員在一期的《自然·材料學》雜志上表示,進展有望有機電子設(shè)備領(lǐng)域的新變革。
 
有機電子設(shè)備可以廣泛應(yīng)用于多個領(lǐng)域,但即便是目前性能的薄膜,其在導電方面也差強人意。為此,美國國防部下屬的斯坦福直線加速器中心(SLAC)和斯坦福大學的研究人員設(shè)計了一種新的打印過程。他們發(fā)現(xiàn),借用新方法,使用某些材料出的薄膜的導電能力是目前性能的薄膜的10倍。這些半導體薄膜可用來輕便且成本低廉的太陽能電池、柔性電子顯示器和纖薄的傳感器等。
 
該論文的主要作者、SLAC/斯坦福大學博士后刁穎(音譯)說:“更重要的是,方法可以升級,從而滿足工業(yè)需求。”
 
刁穎表示,在快速打印過程中,很容易出現(xiàn)墨流分布不均的情況,這會使得到的半導體晶體布滿瑕疵,但在以前,很少有人想到通過控制液流來解決這一問題。為了有所突破,她對溶解有機材料的液體的流動進行了很好地控制。
 
在新方法中,刁穎設(shè)計出了一種打印刀片,其上嵌了一些細細的柱子(即晶體),柱子同墨水混合在一起,從而形成了一個整齊一致的薄膜。另外,由于晶體很容易在基座上隨機形成,為此她在基座上設(shè)計了一系列巧妙的化學模式,抑制了“不守規(guī)矩的”晶體的形成,不讓這些晶體冒出來。zui后,刁穎團隊出了大塊的、幾乎成一條直線的晶體長條(薄膜),電荷很容易流過其中。
 
該研究團隊在斯坦福同步輻射光源(SSRL)實驗室對獲得的有機半導體進行了X射線研究,并根據(jù)研究結(jié)果對新方法進行了多次改進,zui終,他們證明,這些排列整齊的晶體的性能至少是其他技術(shù)的晶體的10倍,其在結(jié)構(gòu)上也更。
 
該研究團隊也用另一種具有幾乎*不同的分子結(jié)構(gòu)的有機半導體材料重復了這一實驗,結(jié)果發(fā)現(xiàn),獲得的薄膜在質(zhì)量上有很大提升。因此,他們相信,這一技術(shù)可以應(yīng)用于多種材料。
 
該研究的另外兩名主要調(diào)查者、斯坦福材料和能源科學研究所教授鮑哲南(音譯)和SLAC的材料學家斯特凡·和曼斯菲爾德表示,接下來,他們打算找出材料和過程之間的隱藏關(guān)系。研究也讓他們能更好地控制打印材料的電子屬性,使其性能達到*。
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